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1.内容提要 本书首先介绍机器人竞赛的缘起和国内外主要机器人赛事概况；其次针对2018江苏省大学生机器人竞赛十大类近40个竞赛项目，详细介绍各项目竞赛规则并提供相应的初步解决方案及部分项目技术报告，指导参赛队员设计机器人作品。机器人竞赛对培养大学生的实践能力、创新精神发挥着重要作用，本书对推动大学生机器人教育和竞赛具有现实意义。 本书可作为机器人赛事制定竞赛细则的指导书，也可供参加机器人竞赛的指导教师和参赛者参考。 2.前言 2004年，作为东南大学RoboCup团队的指导教师，我参加了在南京邮电大学举办的首届江苏省大学生机器人竞赛。十多年过去了，江苏省大学生机器人竞赛已经成功举办了八届。该竞赛由江苏省教育厅和江苏省科学技术协会联合举办，每届竞赛由江苏省自动化学会和江苏省内一所高校共同承办。江苏省自动化学会专门成立了机器人竞赛工作委员会负责该项赛事。 近几年，智能制造2025和人工智能引发了机器人发展的一个新高潮。2017年11月，江苏省第八届大学生机器人竞赛在南通理工学院举办，当时竞赛工作委员会主任林锦国教授提议，随着各个高校越来越多的机器人专业获批，机器人教育亟须实践创新项目的案例，出版一本机器人竞赛相关的书籍，为参赛队伍制作机器人作品提供思路，对推动江苏省各高校的机器人教育和竞赛具有现实意义。 全书内容主要分为总论篇和竞赛项目篇两个部分。 第一部分为总论篇（前3章），重点介绍机器人竞赛的缘起、国际重大机器人赛事和国内机器人主要赛项。旨在帮助读者了解机器人竞赛的发展史、项目设置和技术挑战等方面的基本信息。 第一章对整个机器人竞赛进行概述，从1977年IEEE
Spectrum第一次提出“电脑鼠”竞赛的概念出发，探究机器人竞赛的缘起，并对机器人竞赛的项目设置进行简单探讨。
第二章介绍了国内外主要的机器人赛事，包括1991年开始比赛的IARC国际空中机器人大赛；有着超过20年历史的FIRA微型机器人世界足球锦标赛和RoboCup机器人世界杯；
2002年开始的ABU Robocon
亚太大学生机器人大赛；2012年启动的DARPA机器人挑战赛；2015年由大疆创新创办的RoboMasters大赛和2015年开始的世界机器人大会上的“世界机器人大赛”。 第三章在回顾前七届江苏省大学生机器人大赛的基础上，重点总结了第八届赛事，包括项目设立和参赛队伍，并列出了每个参赛项目的前3名。 第二部分为竞赛项目篇（第四章至第十三章），详细介绍了江苏省大学生机器人大赛十大类项目各个子项目的竞赛规则和参考方案及部分项目的技术报告。 第四章工业机器人包括机器人装配、双机器人工作站、码垛机器人和建筑工程师4个分项目。 第五章交通/物流机器人包括无人车多车交互赛、分拣搬运机器人和智慧快递等项目。 第六章安防/武术机器人包括排爆救援、密室夺宝、武术机器人和阵地攻防等项目。 第七章空中机器人包括室外空中巡防和室内空中救援2个子项目。 第八章水中机器人包括管道巡检和水下角力2个子项目。 第九章服务机器人包括医疗服务机器人规定动作项目和技术挑战项目、人物识别挑战赛、物品辨识挑战赛等项目。
第十章体育机器人的子项目在10个大类中是最多的，包括机器人跳高、跳远，机器人越野，机器人足球（小型组），机器人高尔夫球赛，机器人竞步，机器人体操等项目。 第十一章文化休闲机器人包括机器人舞蹈、机器人书法和机器人探险游等项目。 第十二章仿真机器人包括机器人足球仿真和机器人救援仿真2个项目。 第十三章综合类机器人包括机器人自主创新设计竞赛和格斗机器人2个项目。 江苏省自动化学会机器人竞赛工作委员会全体成员为本书的编写提供了大力支持，特别是竞赛工作委员会顾问张颖超教授和主任林锦国教授，一直在努力促成本书。还要特别感谢竞赛工作委员会副主任南京航空航天大学的赵东标教授和南京工程学院郁汉琪教授，还有南京师范大学申忠宇教授和南京邮电大学高翔教授，他们都为本书提出了宝贵的修改意见。另外，江苏省大学生机器人竞赛项目的所有裁判长也对本书的编写给予了大力支持！这里一并感谢:高翔、陈磊、夏海洵、卢涌、王军、朱恩亮、贾永兴、王善华、夏庆锋、张建兵、胡凯、杨雪、朱海荣、吴青聪、毛丽民、申忠宇、李汉军、王程民、谢玲、梁志伟、钱厚亮。 最后特别感谢江苏省自动化学会理事长、东南大学费树岷教授在百忙之中抽出时间为本书作序。 作者2018年8月 3.序 源自1977年IEEE
Spectrum首次提出“电脑鼠”竞赛的概念，机器人概念下的各种形式竞赛于20世纪90年代开始在全世界范围内萌芽成长，经过20多年的发展，现今的机器人竞赛可谓多彩纷呈。大学生层次的机器人竞赛，不仅对激发大学生在校期间科技创新精神起到促进作用，也提升了他们对学习科技类知识的兴趣。 人工智能的快速发展对机器人相关技术的促进是不言而喻的，这反过来也促进了人们对机器人的高度关注和兴趣，同时进一步点燃了大学生参加机器人竞赛的热情。 2004年首届江苏省大学生机器人竞赛，由江苏省自动化学会和南京邮电大学共同承办。江苏省大学生机器人竞赛至今已成功举办八届，最初每两年1届，2014年之后每年1届。参赛队伍不断扩大——从第一届的17所高校65支参赛队伍，到2017年第八届的92所高校超过700支参赛队；竞赛项目也不断加入新的赛项，首届江苏省大学生机器人竞赛正式比赛不到10个项目，而即将举办的2018年第九届省赛共有十大类近40个竞赛项目。 该赛事不仅受到全省各高校的高度重视，也得到了大学生的积极参与和支持，激发了他们的科技创新的高度热情和兴趣。 江苏省大学生机器人竞赛组委会需面对越来越多的项目和更多的队伍，为更好地推动该赛事的健康发展，江苏省自动化学会组织编写本书，作为江苏省大学生机器人竞赛指定参考书，不仅可以了解机器人竞赛的发展、竞赛类别、规则与项目设置等信息，同时对指导教师和参赛队员起到良好的指导作用。通过竞赛规则介绍与提供相应的初步解决方案及部分技术报告，指导参赛队员进行机器人作品设计。本指导书具有很强的可读性和指导性。我相信机器人竞赛对培养大学生的实践能力、科技创新精神的培养将发挥重要作用，本书对于推动大学生机器人教育和竞赛指导具有重大意义。 费树岷2018年8月于南京 4.目录 第一篇总论 第一章机器人竞赛概述002 1.1机器人竞赛的缘起002 1.2机器人竞赛的意义003 1.3机器人竞赛项目设置004 1.4机器人竞赛赛项分析005 第二章国内外机器人赛事概览006 2.1国际著名机器人赛事006 2.2国内主要机器人赛事014 第三章江苏大学生机器人竞赛019 3.1江苏大学生机器人竞赛历程019 3.2第八届江苏省大学生机器人大赛021 第二篇竞赛项目 第四章工业机器人031 4.1机器人装配031 4.2双机器人工作站035 4.3固定式码垛机器人040 4.4建筑工程师043 第五章交通/物流机器人046 5.1无人车多车交互赛046 5.2分拣搬运机器人060 5.3智慧快递065 第六章安防/武术机器人074 6.1排爆救援074 6.2密室夺宝080 6.3武术机器人综单对打084 6.4武术机器人动作投影090 6.5阵地攻防097第七章空中机器人114 7.1空中巡防（室外）114 7.2空中救援（室内）117 第八章水中机器人121 8.1水中机器人管道巡检121 8.2机器人水下角力123 第九章服务机器人127 9.1医疗服务机器人（规定动作）127 9.2医疗服务机器人（技术挑战）130 9.3人物识别挑战赛135 9.4物品辨识挑战赛138 第十章体育机器人142 10.1机器人跳高/跳远142 10.2机器人越野146 10.3机器人足球（小型组）151 10.4机器人高尔夫球赛155 10.5机器人竞步160 10.6机器人体操167 第十一章文化休闲机器人172 11.1机器人舞蹈172 11.2机器人书法178 11.3机器人探险游180 第十二章仿真机器人189 12.1RoboCup机器人3D足球仿真189 12.2RoboCup救援仿真193 第十三章综合类机器人198 13.1机器人自主创新设计竞赛198 13.2机器人格斗搏击199 附录1 小型机器人足球比赛规则203 附录2全国机器人专业高校名录213 附录3彩色图表清单217参考文献224 |
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